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关于netty:netty系列之netty实现http2中的流控制

jiezi

简介

HTTP2 绝对于 http1.1 来说一个重要的晋升就是流控制 flowcontrol。为什么会有流控制呢？这是因为不论是哪种协定，客户端和服务器端在接收数据的时候都有一个缓冲区来长期存储临时解决不了的数据，然而缓冲区的大小是有限度的，所以有可能会呈现缓冲区溢出的状况，比方客户端向服务器端上传一个大的图片，就有可能导致服务器端的缓冲区溢出，从而导致一些额定的数据包失落。

为了防止缓冲区溢出，各个 HTTP 协定都提供了肯定的解决办法。

在 HTTP1.1 中，流量的管制依赖的是底层 TCP 协定，在客户端和服务器端建设连贯的时候，会应用零碎默认的设置来建设缓冲区。在数据进行通信的时候，会通知对方它的接管窗口的大小，这个接管窗口就是缓冲区中残余的可用空间。如果接管窗口大小为零，则阐明接管方缓冲区已满，则发送方将不再发送数据，直到客户端革除其外部缓冲区，而后申请复原数据传输。

HTTP2 通过客户端和服务器端的利用中进行缓冲区大小音讯的传输，通过在应用层层面管制数据流，所以各个利用端能够自行管制流量的大小，从而实现更高的连贯效率。

本文将会介绍 netty 对 http2 流控制的反对。

http2 中的流控制

在简介中咱们也提到了，传统的 HTTP1.1 应用的是零碎底层的流量管制机制，具体来说就是 TCP 的流控制。然而 TCP 的流控制在 HTTP2 中就不够用了。因为 HTTP2 应用的是多路复用的机制，一个 TCP 连贯能够有多个 http2 连贯。所以对 http2 来说 TCP 自身的流控制机制太毛糙了，不够精密。

所以在 HTTP2 中，实现了更加精密的流控制机制，它容许客户端和服务器实现其本人的数据流和连贯级流控制。

具体的流程是这样的，当客户端和服务器端建设连贯之后，会发送 Http2SettingsFrame，这个 settings frame 中蕴含了 SETTINGS_INITIAL_WINDOW_SIZE，这个是发送端的窗口大小，用于 Stream 级别流控。流控制窗口的默认值设为 65,535 字节，然而接管方能够对其进行批改，最大值为 2^31-1 字节。

建设好初始 windows size 之后，对于接管方来说，每次发送方发送 data frame 就会缩小 window 的的大小，而接管方每次发送 WINDOW_UPDATE frame 时候就会减少 window 的大小，从达到动态控制的目标。

netty 对 http2 流控制的封装

Http2FlowController

从下面的介绍咱们晓得，http2 对流管制是通过两个方面来施行的，第一个方面就是初始化的 Http2SettingsFrame，通过设置 SETTINGS_INITIAL_WINDOW_SIZE 来管制初始 window 的大小。第二个方面就是在后续的 WINDOW_UPDATE frame 中对 window 的大小进行动静增减。

对于 netty 来说，这一切都是封装在 Http2FlowController 类中的。Http2FlowController 是一个抽象类，它有两个实现，别离是 Http2LocalFlowController 和 Http2RemoteFlowController。他们别离示意对 inbound flow of DATA 和 outbound flow of DATA 的解决。

Http2FlowController 中次要有 5 个办法，别离是：

  • set channelHandlerContext：绑定 flowcontrol 到 ChannelHandlerContext 上。
  • set initialWindowSize：初始化 window size，等同于设置 SETTINGS_INITIAL_WINDOW_SIZE。
  • get initialWindowSize: 返回初始化 window size。
  • windowSize：获取以后的 windowSize。
  • incrementWindowSize：减少 flow control window 的大小。

接下来咱们看下他的两个实现类，有什么不一样的中央。

Http2LocalFlowController

LocalFlowController 用来对近程节点发过来的 DATA frames 做 flow control。它有 5 个次要的办法。

  • set frameWriter：用来设置发送 WINDOW_UPDATE frames 的 frame writer。
  • receiveFlowControlledFrame：接管 inbound DATA frame，并且对其进行 flow control。
  • consumeBytes：示意利用曾经生产了肯定数目的 bytes，能够承受更多从近程节点发过来的数据。flow control 能够发送 WINDOW_UPDATE frame 来重置 window 大小。
  • unconsumedBytes：接管到，然而未生产的 bytes。
  • initialWindowSize：给定 stream 的初始 window 大小。

Http2RemoteFlowController

remoteFlowController 用来解决发送给近程节点的 outbound DATA frames。它提供了 8 个办法：

  • get channelHandlerContext：获取以后 flow control 的 context.
  • addFlowControlled: 将 flow control payload 增加到发送到近程节点的 queue 中。
  • hasFlowControlled: 判断以后 stream 是否有 FlowControlled frames 在 queue 中。
  • writePendingBytes: 将流量控制器中的所有待处理数据写入流量管制限度。
  • listener: 给 flow-controller 增加 listener。
  • isWritable: 确定流是否有残余字节可用于流控制窗口。
  • channelWritabilityChanged: context 的 writable 状态是否变动。
  • updateDependencyTree: 更新 stream 之间的依赖关系，因为 stream 是能够有父子构造的。

流控制的应用

flowControl 相干的类次要被用在 Http2Connection，Http2ConnectionDecoder，Http2ConnectionEncoder 中，在建设 http2 连贯的时候起到相应的作用。

总结

flowControl 是 http2 中的一个比拟底层的概念，大家在深刻理解 netty 的 http2 实现中应该会遇到。

本文已收录于 http://www.flydean.com/29-netty-flowcontrol/

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